JPH0690397A - ビデオ・カメラおよびその合焦方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低輝度の被写体であってもＣＣＤ４から出力
される映像信号を用いて適正な合焦制御を行なう。 【構成】 ＣＣＤ４から出力される映像信号からＹ_L 合
成回路15によって輝度信号成分が抽出され，輝度信号成
分にもとづいて被写体の輝度が測定される。被写体の輝
度レベルが所定レベル以下のときには放電管45を用いて
プリ発光が行なわれて，ＣＣＤ４から出力される映像信
号からＢＰＦ20を用いて測距のための高周波成分が抽出
される。抽出された高周波成分にもとづいて撮像レンズ
３の合焦制御が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は，固体電子撮像素子を用いて入
射する光像を予備撮影することにより得られる映像信号
を用いて自動合焦制御を行うビデオ・カメラ（スチル／
ムービ・ビデオ・カメラおよびスチル・ビデオ・カメラ
を含む）と，その合焦方法に関する。

【０００２】

【背景技術】ビデオ・カメラには，様々な自動焦点調節
機能（いわゆるＡＦ機能）を有するものがあり，その中
にはＣＣＤ等の固体電子撮像素子によって入射する光像
を予備撮影し，これにより得られる映像信号を用いて合
焦制御を行うものがある。

【０００３】しかしながら，低輝度の被写体のときは固
体電子撮像素子から出力される映像信号のレベルが低く
なってしまう。このために合焦制御の信頼性が低くな
り，適正な合焦制御が行なわれないことがある。

【０００４】

【発明の開示】この発明は，低輝度の被写体であっても
固体電子撮像素子から出力される映像信号を用いて適正
な合焦制御を行なうことができるようにすることを目的
とする。

【０００５】この発明は，撮像レンズおよびこの撮像レ
ンズを通して入射する光像を映像信号に変換して出力す
る固体電子撮像素子を含む撮像光学系を備えたビデオ・
カメラにおいて，上記固体電子撮像素子から出力される
映像信号から合焦検出のための高周波成分を抽出し，抽
出した高周波成分から上記撮像レンズの合焦制御を行な
う合焦制御手段，被写体輝度を測定する測光手段，上記
測光手段によって測定された被写体輝度のレベルが，上
記合焦制御手段による合焦制御が不可能な程度の所定レ
ベル以下かどうかを判定する判定手段，被写体に補助光
を投射するための補助光源，および上記判定手段によっ
て上記所定レベル以下と判定されたときは上記補助光源
を用いて被写体に補助光を投射し，上記合焦制御手段を
用いて上記合焦制御を行なうように制御する制御手段を
備えていることを特徴とする。

【０００６】またこの発明は，撮像レンズおよびこの撮
像レンズを通して入射する光像を映像信号に変換して出
力する固体電子撮像素子を含む撮像光学系および上記固
体電子撮像素子から出力される映像信号から合焦検出の
ための高周波成分を抽出し，抽出した高周波成分から上
記撮像レンズの合焦制御を行なう合焦制御手段を備えた
ビデオ・カメラにおいて，被写体輝度を測定し，測定さ
れた被写体輝度のレベルが，上記合焦制御手段による合
焦制御処理が不可能な程度の所定レベル以下かどうかを
判定し，上記所定レベル以下と判定されたときには被写
体に補助光を投射し，上記合焦制御手段による，上記高
周波成分の抽出処理および抽出された上記高周波成分に
もとづく上記合焦制御処理を行なうことを特徴とする。

【０００７】この発明によると，上記合焦制御手段によ
る合焦制御が不可能なときには被写体に補助光が投射さ
れる。このために固体電子撮像素子から出力される映像
信号のレベルが高くなり，映像信号を用いた合焦制御処
理が可能となる。被写体輝度が低くても映像信号にもと
づいた適切な合焦制御ができるようになる。

【０００８】上記において補助光はストロボ発光装置か
ら投射し，この発光光量が一定となるように制御するこ
とが好ましい。

【０００９】また赤色発光素子から補助光を投射するよ
うにしてもよい。この赤色発光素子は，固体電子撮像素
子にカラーフィルタを設けた場合はカラーフィルタの赤
のスペクトルと同じ波長の赤色発光素子を用いることが
好ましい。

【００１０】また被写体輝度の測定は，固体電子撮像素
子から出力される映像信号から輝度信号に関する成分
（たとえば輝度信号のほか緑信号など輝度信号とみなせ
る成分）を抽出し，抽出した輝度信号に関する成分にも
とづいて行なってもよいし，測光素子によって行なって
もよい。

【００１１】

【実施例】以下，この発明をディジタル・スチル・カメ
ラに適用した実施例について，図面を参照しながら詳細
を説明する。

【００１２】図１は，この発明の実施例のディジタル・
スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。

【００１３】撮像光学系には，絞り２，撮像レンズ３，
および固体電子撮像素子（イメージ・センサ）としての
ＣＣＤ４が含まれる。必要ならば機械的シャッタが設け
られるが，一般的にはシャッタ機能はＣＣＤ４の制御に
よって実現される電子シャッタによって達成される。撮
像レンズ３は被写体像をＣＣＤ４に結像させるもので，
ＣＰＵ５によって制御される撮像レンズ駆動装置25によ
って移動され合焦位置に位置決めされる。

【００１４】この実施例では予備測光のために測光セン
サ26が，予備測距のために測距センサ27がそれぞれ設け
られており，これらのセンサ26および27による測光デー
タおよび測距データはＣＰＵ５に与えられる。ＣＰＵ５
は測光センサ26から得られる測光データに基づいて，絞
り値およびシャッタ速度の少なくとも一方を制御するこ
とにより，ＣＣＤ４への露光量がほぼ妥当な範囲内に入
るようにする。ＣＰＵ５はまた，測距センサ27からの測
距データに基づいて撮像レンズ駆動装置25を介して撮像
レンズ３を合焦位置の付近に位置決めする。

【００１５】このような予備測光に基づく概略的な露光
量調整および予備測距に基づく概略的な合焦制御ののち
に，予備撮影が行われる。この予備撮影によってＣＣＤ
４から得られる映像信号を利用して測光値の算出と精密
な露光制御，および精度の高い合焦制御が行われること
になる。これらの高精度の露光制御および合焦制御につ
いては後に詳述する。

【００１６】ディジタル・スチル・カメラは室内撮影，
その他後述のように補助光が必要なときに適切な露光量
が得られるようにストロボ装置が含まれている。このス
トロボ装置は電源41によって駆動される。

【００１７】ストロボ装置は，放電管（ストロボ）45
と，放電管45に与える電荷を充電するための充電回路40
と，ストロボ発光光量を制御するための発光光量制御回
路30と，放電管45の発光を停止するための停止回路46と
を備えている。

【００１８】電源41の電圧は昇圧回路42によって昇圧さ
れ，主コンデンサ43に充電される。主コンデンサ43の充
電電圧は適当な減圧回路または電圧検知回路を経てＣＰ
Ｕ５のＡ／Ｄポートに与えられることにより検出され
る。これによりＣＰＵ５は主コンデンサ43への充電完了
を知ることができる。

【００１９】ＣＰＵ５は主コンデンサ43の充電電圧を検
出することができるので，放電管45の発光前の主コンデ
ンサ43の充電電圧と放電管45の発光後の主コンデンサ43
の充電電圧とをそれぞれ検出し，これらの電圧差より放
電管45の発光光量を算出することもできる。

【００２０】ストロボ発光はトリガ回路44にストロボ発
光指令Ｘオンが与えられることにより行なわれる。トリ
ガ回路44にＣＰＵ５からのストロボ発光指令Ｘオンが与
えられることによりトリガ回路44が駆動し，主コンデン
サ43に蓄えられた電荷が放電管45を通して放電し，スト
ロボ発光が始まる。

【００２１】発光光量制御回路30には，ＣＰＵ５から出
力される発光光量を表わすデータを対応する電圧に変換
して出力する，Ｄ／Ａ変換器31Ａを含む電子ボリュウム
回路（ＥＶＲ）31が含まれている。また停止回路46に停
止信号を与えるための差動増幅回路36が含まれている。

【００２２】さらに発光光量制御回路30には基準電源32
およびコンデンサ34が含まれている。コンデンサ34には
ＥＶＲ31の出力電圧が抵抗33を介して与えられる。コン
デンサ34の電荷を放電するためのスイッチ35も設けられ
ている。差動増幅回路36の負入力端子には基準電源回路
32から出力される基準電圧が与えられ，差動増幅回路36
の正入力端子にはコンデンサ34の端子電圧が与えられ
る。

【００２３】スイッチ35は通常オンとされており，ＣＰ
Ｕ５のストロボ発光指令Ｘオンが与えられることにより
オフとなる。スイッチ35がオフとなることにより，ＥＶ
Ｒ31から出力される電圧にもとづいてコンデンサ34への
充電が開始される。

【００２４】ＥＶＲ31から電圧が出力され，スイッチ35
がオンとなるとコンデンサ34に所定の電荷が蓄積され
る。コンデンサ34の端子電圧が基準電源32から出力され
る基準電圧と等しくなると差動増幅回路36から停止信号
が出力され停止回路46に与えられ放電管45の発光が停止
する。

【００２５】ＣＣＤ４では，基板抜きパルス，Ａフィー
ルド垂直転送パルス，Ｂフィールド垂直転送パルスおよ
び水平転送パルスによって，インターレース撮影が行わ
れ，ＡフィールドとＢフィールドの映像信号（ＧＲＧＢ
の色順次信号）が１フィールド期間ごとに交互に生成さ
れて，順次読み出される。ＣＣＤ４の駆動（撮像および
映像信号の読出し）は，少なくとも撮影時と，それに先
だつ精密な測光処理および測距処理のために行われる。

【００２６】ＣＣＤ４から出力される被写体像を表わす
ＡフィールドおよびＢフィールドの映像信号は，相関二
重サンプリング回路（ＣＤＳ）７を通して色分離回路８
に与えられ，３原色，Ｇ（緑），Ｒ（赤）およびＢ
（青）の色信号に分離される。

【００２７】この色信号Ｇ，Ｒ，Ｂは可変利得増幅回路
（以下，ＧＣＡという）９に与えられる。図１にはＧＣ
Ａ９として１個のブロックが示されているが，実際には
ＧＣＡはＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの信号について設けられ
る。このＧＣＡ９において，ＣＣＤ４に設けられた色フ
ィルタにおける光透過率のフィルタの色間のばらつきの
補正（以下，色フィルタばらつき補正という）およびホ
ワイト・バランス調整が行われた後，ガンマ補正回路10
に与えられる。これは後述する合焦制御を高精度に行う
ためである。合焦制御の目的のためには少なくとも色フ
ィルタばらつき補正を行えばよいが，これに加えてホワ
イト・バランス調整も行えば一層好ましい。

【００２８】ＧＣＡ９の出力色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは，ガン
マ補正回路10で階調補正が行われて，クランプおよびリ
サンプリング回路11に入力する。

【００２９】クランプおよびリサンプリング回路11は，
３つの色信号Ｒ，Ｇ，Ｂをクランプし，かつリサンプリ
ングによってＣＣＤ４における色フィルタ配置に一致し
たＧＲＧＢ…の色順次信号に再変換する。この色順次信
号はゲイン・コントロールおよびブランキング回路12に
入力する。ゲイン・コントロールおよびブランキング回
路12は，色順次信号を記録のために適当なレベルに増幅
するとともにこれにブランキング信号を加える。ゲイン
・コントロールおよびブランキング回路12の出力信号は
切換スイッチ13の第１の入力端子Ｓ１に与えられる。

【００３０】本撮影に先だち上述したように精密な測光
処理（露光制御）および合焦制御が行われる。測光処理
は予備撮影によってＣＣＤ４から得られる映像信号の低
周波成分を利用して行なわれ，合焦制御は上記映像信号
の高周波成分を利用して行われる。

【００３１】測光処理のために，ＣＣＤ４の撮影領域内
に設けられた測光領域（後述する）内の画像を表わす映
像信号の低周波成分を取出すために，Ｙ_L 合成回路15，
ゲート回路16，積分回路17および増幅回路18が設けられ
ている。増幅回路18の出力信号は切換スイッチ13の第２
の入力端子Ｓ２に与えられる。

【００３２】一方，合焦制御のために，ＣＣＤ４の撮影
領域内に設けられた測距領域（後述する）内の画像を表
わす映像信号の高周波成分を取出すために，ゲート回路
19，バンド・パス・フィルタ（以下，ＢＰＦという）2
0，検波回路21，積分回路22および増幅回路23が設けら
れている。増幅回路23の出力信号は切換スイッチ13の第
３の入力端子Ｓ３に与えられる。

【００３３】切換スイッチ13はＣＰＵ５によって制御さ
れ，ゲイン・コントロールおよびブランキング回路12，
増幅回路18および増幅回路23の出力信号のいずれか１つ
を選択して出力する。切換スイッチ13の出力信号はＡ／
Ｄ変換器14に与えられ，ディジタル・データに変換され
る。

【００３４】本撮影に先だつ測光処理および合焦制御に
おいては切換スイッチ13は入力端子Ｓ２またはＳ３のい
ずれかの入力信号を選択して出力する。

【００３５】測光処理，それに基づく露光制御（絞りや
シャッタの制御），および合焦制御（撮像レンズ３の位
置決め）の後に本撮影が行われる。このとき切換スイッ
チ13は入力端子Ｓ１を選択するように切換えられる。本
撮影によりＣＣＤ４から得られる映像信号が上述した回
路７，８，９，10，11，12および切換スイッチ13を経て
Ａ／Ｄ変換器14に入力し，このＡ／Ｄ変換器14でディジ
タル画像データに変換され，画像データ処理回路（図示
略）でＹ／Ｃ分離，データ圧縮等の加工が加えられたの
ち，メモリ・カード等の記録媒体に記録されることにな
る。

【００３６】本撮影に先だつ測光処理（およびそれに基
づく露光制御）ならびに合焦制御のうち，まず測光処理
について説明する。

【００３７】測光処理は上述のようにＹ_L 合成回路15，
ゲート回路16，積分回路17および増幅回路18を用いて行
われる。Ｙ_L 合成回路15にはＧＣＡ９の出力色信号Ｒ，
Ｇ，Ｂが与えられている。

【００３８】ＣＰＵ３はゲート回路16を制御するウイン
ドウ信号ＷＩＮＤ１および積分回路17をリセットするリ
セット信号ＨＬＲＳＴ１を出力する。これらの信号ＷＩ
ＮＤおよびＨＬＲＳＴのタイミングについては後述す
る。

【００３９】ＧＣＡ９から出力される色信号Ｒ，Ｇおよ
びＢはＹ_L 合成回路15で加算され，相対的に低周波の輝
度信号Ｙ_L （以下単に輝度信号Ｙ_L という）が生成され
る。この輝度信号Ｙ_L は，所要の水平走査期間において
ウインドウ信号ＷＩＮＤ１が与えられている期間ゲート
回路16を通過する。積分回路17はリセット信号ＨＬＲＳ
Ｔ１が与えられたときにリセットされ，その後ゲート回
路16から入力する輝度信号Ｙ_L を積分する。積分回路17
の積分信号は増幅回路18で増幅されたのち，積分回路17
がリセットされる直前に切換スイッチ13を経てＡ／Ｄ変
換器14に入力しこのＡ／Ｄ変換器14によって測光用ディ
ジタル積分データに変換され，ＣＰＵ５に取込まれる。

【００４０】この実施例の測光処理においては，視野内
の平均的な明るさを測定するアベレージ測光（以下，Ａ
Ｖ測光という）と，視野内の主要被写体の明るさを測定
するスポット測光（以下，ＳＰ測光という）とが可能で
ある。ＳＰ測光は，視野内の主要被写体と背景の明るさ
が異なり，それに応じた適切な露光条件を設定する必要
のある場合に有用である。

【００４１】また，この実施例では積分回路17による積
分とＡ／Ｄ変換器14によるＡ／Ｄ変換動作および加算処
理とが，水平走査期間ごとに交互に行われる。

【００４２】図２はＣＣＤ４の撮影領域50内に設定され
たＡＶ測光領域およびＳＰ測光領域を示すものである。

【００４３】ＡＶ測光領域は基本的に撮影領域50のほぼ
全域にわたって設定される。この実施例ではＡＶ測光領
域は，横方向が水平同期信号ＨＤの立下り（水平走査期
間の開始の時点）から16μｓの経過後，40μｓの期間に
設定され，縦方向が第35番目の水平走査ラインから第24
6 番目の水平走査ラインまでの間に設定される。

【００４４】ＳＰ測光領域は，撮影領域50内の任意位置
に小さな領域として設定される。この実施例ではＳＰ測
光領域は撮影領域50の中央部に設定され，横方向が水平
同期信号ＨＤの立下りから28.5μｓの経過後の15μｓの
期間に，縦方向が第87番目の水平走査ラインから第194
番目の水平走査ラインまでの間に設定されている。

【００４５】ＣＰＵ５に付随するメモリには測光用エリ
アと測距用エリアとが設けられている。測光用エリアに
はＡＶ測光領域データ・エリアとＳＰ測光領域データ・
エリアとがある。

【００４６】ＡＶ測光が行なわれるときにはＡＶ測光領
域における１水平走査ライン置きの積分が行なわれる。
Ａ／Ｄ変換，積分回路のリセット積分，データの加算処
理のために上記の積分は１水平走査ライン置きに行なわ
れる。

【００４７】図３に示されるように，ＡＶ測光において
は第34番目の水平走査ラインから第246 番目の水平走査
ラインまでの間において，ゲート回路16に，水平同期信
号ＨＤの立下りから16μｓ後にパルス幅40μｓのウイン
ドウ信号ＷＩＮＤ１が与えられる。そして，積分回路17
による輝度信号Ｙ_L の積分と，この積分動作が行なわれ
た水平走査期間の次の水平走査期間における積分信号の
Ａ／Ｄ変換，積分回路17のリセットおよびメモリのＡＶ
測光領域データ・エリアへの積分データの加算とが，水
平走査期間毎に交互に繰返して行なわれる。

【００４８】ＳＰ測光が行なわれるときには，第87番目
の水平走査ラインから第194 番目の水平走査ラインまで
の間において，ゲート回路16に，水平同期信号ＨＤの立
下りから28.5μｓ後に立上るパルス幅15μｓのウインド
ウ信号ＷＩＮＤ１が与えられる。

【００４９】ＳＰ測光においてもパルス幅15μｓのウイ
ンドウ信号ＷＩＮＤ１が積分回路17に与えられ輝度信号
Ｙ_L の積分が行なわれたときには，積分動作が行なわれ
た水平走査期間の次の水平走査期間において積分信号の
Ａ／Ｄ変換，積分回路17のリセット，メモリのＳＰ測光
領域データ・エリアへの積分データの加算が行なわれ
る。

【００５０】ＡＶ測光が行なわれるときＣＰＵ５は，パ
ルス幅40μｓのウインドウ信号ＷＩＮＤ１に基づいて得
られる１水平走査ラインについての積分データを後述す
る手順によって１フィールド期間にわたってＡＶ測光領
域データ・エリアにおいて加算して，ＡＶ測光値を算定
する。

【００５１】ＳＰ測光が行なわれるとき，ＣＰＵ５は，
パルス幅15μｓのウインドウ信号ＷＩＮＤ１に基づいて
得られる１水平走査ラインについての積分データを後述
する手順によって１フィールド期間にわたってＳＰ測光
領域データ・エリアにおいて加算して，ＳＰ測光値を算
定する。

【００５２】次に合焦制御について説明する。

【００５３】再び図１を参照して，ゲイン・コントロー
ルおよびブランキング回路12の出力信号はゲート回路19
に入力する。ゲート回路19はＣＰＵ５から与えられるウ
インドウ信号ＷＩＮＤ２によって制御される。ゲイン・
コントロールおよびブランキング回路12の出力信号は所
要の水平走査期間においてウインドウ信号ＷＩＮＤ２が
与えられている期間，ゲート回路19を通過してＢＰＦ20
に入力する。

【００５４】ＢＰＦ20は，その入力信号から合焦制御に
必要な高周波成分を取出すものであり，ＢＰＦ20の出力
信号は検波回路21に入力する。このＢＰＦ20から出力さ
れる高周波成分信号は検波回路21によって検波され，積
分回路22において積分され，さらに増幅回路23によって
増幅された後，切換スイッチ13が入力端子Ｓ３を選択し
ているときにＡ／Ｄ変換器14に入力し，そのＡ／Ｄ変換
器14で合焦制御用ディジタル・データに変換されて，Ｃ
ＰＵ５に取込まれる。

【００５５】Ａ／Ｄ変換器14から与えられたディジタル
・データは，撮影領域内に設定された後述する合焦検出
領域の水平走査期間にわたる積分により得られる積分デ
ータであり，ＣＰＵ５はこの積分データを合焦検出領域
の垂直走査期間にわたって加算して，合焦検出用データ
を算定し，このデータに基づいて合焦制御を行う。詳細
については後述する。

【００５６】一般に焦点が合っていず画像がぼけている
場合には撮影によりＣＣＤから得られる映像信号に含ま
れる高周波成分は少ない。焦点が合ってくると映像信号
の高周波成分が多くなり，正しく合焦した位置で映像信
号に含まれる高周波成分は最大となる。この実施例では
このような事実に基づいて合焦制御を行っており，ＢＰ
Ｆ20には映像信号の高周波成分を取出すために約1.5 〜
2.5 ＭＨｚの通過帯域が設定されている。

【００５７】図４は，ＣＣＤ４の撮影領域50内に設定さ
れた合焦検出領域を示すものである。この合焦検出領域
は，主要被写体が存在する確率の高い撮影領域50の中央
部に設定される。この実施例では，水平方向については
図２に示されるＳＰ測光領域よりも小さな領域として設
定されている。もちろん，合焦検出領域を撮影領域50内
の任意の場所に任意の広さに設定可能であるのはいうま
でもない。

【００５８】図５に示されるように，第87番目の水平同
期信号ＨＤの立下りから31μｓ経過した後に10μｓパル
ス幅のウインドウ信号ＷＩＮＤ２がゲート回路19に与え
られ，前述したように，このウインドウ信号ＷＩＮＤ２
が与えられている間，ゲート回路19は回路12の出力信号
を通過させる。ＢＰＦ20で取出された高周波成分信号は
検波回路21を経て積分回路22に与えられ，積分される。
積分回路22の積分出力信号は増幅回路23および切換スイ
ッチ13を経て，次の水平走査期間においてＡ／Ｄ変換器
14によりディジタル・データに変換されてＣＰＵ５に与
えられる。積分回路22はＡ／Ｄ変換処理ののちリセット
信号ＨＬＲＳＴ２によりリセットされる。ＣＰＵ５は，
このディジタル・データをメモリの測距用エリアの先の
データ（第１番目の場合にはクリアされているので零で
ある）に加算して記憶する。測距用エリアは第86番目の
水平同期信号ＨＤに同期してまたはフィールドの開始に
あたってクリアされている。

【００５９】以上のようにして，合焦検出領域内におけ
る１本の水平走査ラインにそうＢＰＦ20による高周波成
分信号の検出，この高周波成分信号の検波および積分
と，積分信号のＡ／Ｄ変換および水平走査期間における
積分データの加算とが水平走査期間毎に交互に繰返して
行われる。そして，この繰返しは，第194 番目の水平走
査期間まで，すなわち合焦検出領域内の全域にわたって
行われる。

【００６０】したがって，合焦検出領域内における走査
が終了した時点においてはメモリの合焦検出用エリアに
は，ＢＰＦ20を通過した高周波信号の合焦検出領域全域
にわたる積分値を表わす合焦検出用加算データがストア
されていることになる。

【００６１】上述したように測距センサ27を用いた予備
測距において被写体までのおおよその距離が測定されて
いる。この予備測距データに基づいて撮像レンズ４は合
焦位置と考えられる少し手前の位置（初期位置という）
まで繰出される。

【００６２】ＣＣＤ４から出力される映像信号の高周波
成分の合焦検出領域にわたる積分動作は，撮像レンズ３
を10μｍずつ前方に繰出しながら，少なくとも６回（す
なわち６フレーム期間にわたって各フレーム期間のＢフ
ィールド期間において）行われる。上記の初期位置（撮
像レンズ３の繰出し量＝０μｍ）においてまず第１の合
焦検出用加算データが得られる。次のフレーム期間にお
いて，初期位置から撮像レンズ３を10μｍ繰出した位置
（撮像レンズ繰出し量＝10μｍ）において第２の合焦検
出用加算データが得られる。同様にして撮像レンズ24を
10μｍずつ繰出しながら第３〜第６の合焦検出用加算デ
ータが得られる。このようにして得られた６位置の加算
データは図６に示すようにメモリの所定エリアに記憶さ
れる。

【００６３】図７は図６に示す６位置における合焦検出
用加算データをグラフに表わしたものである。撮像レン
ズ３の初期位置は真の合焦位置の少し手前である。この
位置から撮像レンズ３が10μｍずつ繰出され，合焦検出
用加算データが得られる。映像信号に含まれる高周波信
号の積分値は真の合焦位置で最大となる。撮像レンズ４
の単位繰出し量は10μｍで非常に微小距離であるから，
合焦検出用加算データが最大値を示す位置を真の合焦位
置とみなしても誤差はきわめて小さい。したがって，合
焦検出用加算データが最大値を示す位置に撮像レンズ３
が位置決めされることにより高精度の合焦が達成でき
る。

【００６４】図８(A) および(B) は予備撮影にもとづく
露光制御および合焦制御ならびに本撮影のタイミングを
あらわすタイム・チャートである。図８(A) および(B)
に示すタイム・チャートは被写体が低輝度で，ストロボ
装置によりプリ発光をして予備撮影にもとづく合焦制御
を行なう場合を示している。

【００６５】図９および図10は予備測光，予備測距処理
ならびにその後に行われる予備撮影に基づく露光制御お
よび合焦制御の全体的な手順を示すものである。

【００６６】時刻ｔ₁ においてシャッタ・レリーズ・ボ
タン（図示略）の第１段階の押下げ（Ｓ１）により，測
光センサ26の測光信号に基づく予備測光および測距セン
サ27からの測距信号に基づく予備測距が行なわれる（ス
テップ70）。予備測光に基づいて露光条件の初期設定が
行われ（ステップ71），予備測距に基づいて撮像レンズ
３が初期位置まで繰出される（ステップ72）。

【００６７】次に，切換スイッチ13が入力端子Ｓ２に接
続される（ステップ73）。これによって，時刻ｔ₁ から
ｔ₂ までの間の期間において上述のようにしてＣＣＤ４
から出力される映像信号にもとづいて測光および測光値
の演算が行われる（ステップ74，75）。

【００６８】このようにして求められた測光値が露光制
御に用いるのに適切か否かの判断が行われる（ステップ
76）。これは，たとえば得られた積分データを１水平ラ
イン分の測光値として使用できるかどうかを判定するこ
とである。測光の対象となった水平走査ラインにそう部
分において輝度信号Ｙ_L が飽和しているような場合に
は，その積分データは測光値として使用するには適当で
はない。この所定の範囲の上限値は，ＣＣＤ４のダイナ
ミック・レンジ，ＧＣＡ９や増幅回路18のゲイン等を考
慮して，飽和している輝度信号Ｙ_L に基づく積分データ
を排除できる程度に定められる。一方，測光の対象とな
った水平走査ラインにそう部分がきわめて暗く，輝度信
号Ｙ_L は殆どノイズ成分によるものであるような場合に
もその積分データを測光値として用いるのは適切ではな
い。そこで，ノイズ成分が支配的となっている積分デー
タを排除するレベルに上記所定範囲の下限値が定められ
る。好ましくは測光値がステップ71で設定された露光条
件に対応する範囲内のものかどうかの判断も行なわれ
る。

【００６９】得られた測光値が露光制御に用いるのに適
切であると判断された場合には，つづいて得られた測光
値にもとづいて合焦制御可能かどうかが判断される（ス
テップ80）。この場合はＣＣＤ４から出力される映像信
号にもとづいて測光値が算出されているためシャッタ速
度と絞り値とを考慮して合焦制御可能かどうかが判断さ
れる。また測光素子26から得られる測光情報にもとづい
て合焦制御可能かどうかを判断してもよい。

【００７０】露光制御に適切であっても被写体が低輝度
のため合焦制御に用いるには時間がかかりすぎて不適切
なことがある。この場合にはストロボ装置によるプリ発
光を行ない撮像レンズ４の合焦制御をすべくプリ発光が
設定され（ステップ81），フラグが１にセットされる
（ステップ82）。

【００７１】つづいて測光値にもとづいて露光条件（絞
り値，シャッタ速度）が設定され，この露光条件となる
ように絞りの絞り値およびシャッタ速度が設定される
（ステップ83）。ただし，この場合は被写体が低輝度と
考えられるため本撮影においてストロボ発光することが
多いのでストロボ発光に対応した露光条件となるように
設定されることも考慮されよう。

【００７２】つづいて時刻ｔ₂ になると切換スイッチ13
が入力端子Ｓ３側に切換えられる（ステップ84）。図８
(B) に図８(A) の時刻ｔ₂ 〜ｔ₅ の期間の一部分が示さ
れているように，図８(B) のようにＸオン信号がＨレベ
ルとなり，かつ停止信号がＬレベルとなっている期間に
おいてストロボ発光が行なわれＣＣＤ４から映像信号が
読出される。これにより上述したように測距領域におけ
る水平走査線にそう映像信号の積分，積分信号のＡ／Ｄ
変換，Ａ／Ｄ変換された積分データの加算が合焦検出領
域の全体にわたって行なわれる（ステップ85，90）。

【００７３】主コンデンサ43に蓄積された電荷が放電さ
れることにより同じ時間放電管45によって発光しても一
定の発光光量とならない。このため発光時間が序々に長
くなるように制御され，常に一定の発光光量とされる。

【００７４】測光値にもとづいて合焦制御が可能な場合
には（ステップ80でYES ），フラグが０にセットされる
（ステップ86）。

【００７５】つづいて測光値にもとづいて露光条件が設
定され，この露光条件となるように絞りの絞り値および
シャッタ速度が設定される（ステップ87）。さらに切換
スイッチ13が入力端子Ｓ３側に切換えられ（ステップ8
8），ステップ85と同様の測距処理が行なわれる（ステ
ップ89）。ただしこのときはプリ発光は行なわれない。

【００７６】上述したように測距用加算データはフレー
ム（Ｂフィールド）毎に撮像レンズ３を10μｍずつ繰出
しながら収集される。撮像レンズ３の繰出し回数を計数
するためにカウンタが設けられている。

【００７７】測距領域について加算データが得られる
と，上記カウンタがインクレメントされるとともに（ス
テップ91），撮像レンズ３が10μｍ繰出される（ステッ
プ92）。得られた加算データは図６に示すメモリ・エリ
アに記憶される。

【００７８】カウンタの値が５を超えなければフラグが
調べられ（ステップ94），フラグが１ならばステップ8
5，90〜94の処理が繰返され，フラグが０ならばステッ
プ89，90〜94の処理が繰返される。

【００７９】カウンタの値が５を超えると，図６に示す
エリアの６回分の合焦検出用加算データが相互に比較さ
れ，その最大値が求められる（ステップ87）。そして最
大の合焦検出用加算データに対応する位置に撮像レンズ
24が変位させられ，そこに位置決めされる。図７に示す
例でいうと，初期位置から30μｍ繰出された位置に撮像
レンズ24が位置決めされる。

【００８０】以上のようにして，測光と合焦制御が終了
し露光条件の設定および合焦が行なわれると，切換スイ
ッチ13が入力端子Ｓ１に切換えられて，時刻ｔ₆ からｔ
₇ の期間内に本撮影に移る。被写体が低輝度のときには
図８(A) に示すようにＸオン信号がＨレベル，停止信号
がＬレベルとなり，ストロボ発光の下に本撮影が行なわ
れる。

【００８１】ステップ76において測光値が不適切な範囲
にあると判定されたときには，露光条件が変更される
（ステップ77）。測光値が小さい値の場合には露光量が
少なくされ，逆の場合には露光量が多くされる。

【００８２】上述の実施例において被写体が低輝度で合
焦制御できないときにはストロボ装置によるプリ発光が
行なわれ合焦制御されるが，ストロボ装置でなくとも発
光ダイオードのような補助光源を用いてもよい。この発
光ダイオードはたとえば赤色発光ダイオードが用いられ
る。この場合においてＣＣＤ４に設けられるカラーフィ
ルタの赤色の波長と等しい波長の赤色発光ダイオードを
用いることが好ましい。これにより赤色発光ダイオード
の反射光は赤の映像信号と同期するので画像の色むらが
防止できる。

【００８３】またＣＣＤ４から出力される映像信号にも
とづいて測光が行なわれ，ストロボ装置によるプリ発光
の有無が判断されているがいわゆる外付けのＡＥセンサ
を用いてストロボ装置によるプリ発光の判断を行なって
もよい。

【００８４】さらに上述において図９のステップ74〜79
の処理は必ずしも必要ではなく，予備測光にもとづいて
ただちに露光量を決定してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例によるディジタル・スチル・
ビデオ・カメラの電気的構成を示すブロック図である。

【図２】撮影領域内に設定された測光領域を示す図であ
る。

【図３】測光処理を示すタイム・チャートである。

【図４】撮影領域内に設定された測距領域を示す図であ
る。

【図５】測距処理を示すタイム・チャートである。

【図６】合焦検出用加算データの記憶エリアを示す図で
ある。

【図７】合焦検出用加算データを示すグラフである。

【図８】(A) および(B) は露光制御および合焦制御の処
理の手順を示すタイム・チャートである。

【図９】ＣＰＵによる露光制御および合焦制御の処理の
手順を示すフローチャートである。

【図１０】ＣＰＵによる露光制御および合焦制御の処理
の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

４ ＣＣＤ（固体電子撮像素子） ５ ＣＰＵ 19 ゲート回路 20 バンド・パス・フィルタ 21 検波回路 22 積分回路 23 増幅回路 24 撮像レンズ 25 撮像レンズ駆動装置 26 測光センサ 27 測距センサ 30 発光光量制御回路 40 充電回路 45 放電管 46 停止回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 泉 埼玉県朝霞市泉水三丁目11番46号 富士写 真フイルム株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像レンズおよびこの撮像レンズを通し
   て入射する光像を映像信号に変換して出力する固体電子
   撮像素子を含む撮像光学系を備えたビデオ・カメラにお
   いて， 上記固体電子撮像素子から出力される映像信号から合焦
   検出のための高周波成分を抽出し，抽出した高周波成分
   から上記撮像レンズの合焦制御を行なう合焦制御手段， 被写体輝度を測定する測光手段， 上記測光手段によって測定された被写体輝度のレベル
   が，上記合焦制御手段による合焦制御が不可能な程度の
   所定レベル以下かどうかを判定する判定手段， 被写体に補助光を投射するための補助光源，および上記
   判定手段によって上記所定レベル以下と判定されたとき
   は上記補助光源を用いて被写体に補助光を投射し，上記
   合焦制御手段を用いて上記合焦制御を行なうように制御
   する制御手段， を備えたビデオ・カメラ。
2. 【請求項２】 上記補助光源が，ストロボ発光装置およ
   びこのストロボ発光装置の発光光量が一定となるように
   制御するストロボ発光装置制御手段を含むものである，
   請求項１に記載のビデオ・カメラ。
3. 【請求項３】 上記補助光源が赤色発光素子である，請
   求項１に記載のビデオ・カメラ。
4. 【請求項４】 上記測光手段が，上記固体電子撮像素子
   から出力される映像信号から輝度信号に関する成分を抽
   出し，抽出した輝度信号に関する成分にもとづいて被写
   体輝度を測定するものである，請求項１に記載のビデオ
   ・カメラ。
5. 【請求項５】 上記測光手段が測光素子である，請求項
   １に記載のビデオ・カメラ。
6. 【請求項６】 撮像レンズおよびこの撮像レンズを通し
   て入射する光像を映像信号に変換して出力する固体電子
   撮像素子を含む撮像光学系および上記固体電子撮像素子
   から出力される映像信号から合焦検出のための高周波成
   分を抽出し，抽出した高周波成分から上記撮像レンズの
   合焦制御を行なう合焦制御手段を備えたビデオ・カメラ
   において， 被写体輝度を測定し， 測定された被写体輝度のレベルが，上記合焦制御手段に
   よる合焦制御処理が不可能な程度の所定レベル以下かど
   うかを判定し， 上記所定レベル以下と判定されたときには被写体に補助
   光を投射し， 上記合焦制御手段による，上記高周波成分の抽出処理お
   よび抽出された上記高周波成分にもとづく上記合焦制御
   処理を行なう， ビデオ・カメラの合焦方法。
7. 【請求項７】 上記補助光がストロボ発光装置から投射
   され，このストロボ発光装置の発光光量が一定となるよ
   うに制御されるものである請求項６に記載のビデオ・カ
   メラの合焦方法。
8. 【請求項８】 上記補助光が赤色発光素子から投射され
   るものである，請求項６に記載のビデオ・カメラの合焦
   方法。
9. 【請求項９】 被写体輝度の上記測定が，上記固体電子
   撮像素子から出力される映像信号から輝度信号に関する
   成分を抽出し，抽出した輝度信号に関する成分にもとづ
   いて被写体輝度を測定するものである，請求項６に記載
   のビデオ・カメラの合焦方法。
10. 【請求項１０】 被写体輝度の上記測定が測光素子によ
    って行なわれるものである，請求項６に記載のビデオ・
    カメラの合焦方法。